(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維含有材料を微粉砕する能力が高く、かつ粉砕処理を連続して簡単に行うことが可能であって、しかも、設置や保管の際に広いスペースを必要としない粉砕装置を提供する。【解決手段】粉砕装置１は内側面２ｃに固定刃３を備えた有底円筒容器２と、有底円筒容器２の内底面２ａとの間に間隔を設けて設置され、有底円筒容器２の内径より小さな円形床板２ｂと、この円形床板２ｂの外周縁上に内側面２ｃと間隔を設けて立設される多孔スクリーン４と、有底円筒容器２の軸中心に軸装され固定刃３と協働して繊維含有材料を切断又は裂断する５段からなる回転刃５１〜５５と、粉砕装置１の稼働中に有底円筒容器２内の気体を吸引するとともに多孔スクリーン４を介して粉砕された繊維含有材料を外部に排出、回収するための気体吸引部６とから構成される。【選択図】図２
0003226301.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内側面に１つ以上の固定刃を備えた有底円筒容器と、
前記有底円筒容器の前記内側面との間に間隔を設けて周設されるとともに前記固定刃が内部に配置されている多孔スクリーンと、
この多孔スクリーンを跨ぐように設置されて前記固定刃を前記内側面に固定するリブと、
前記有底円筒容器の軸中心に軸装され前記固定刃と協働して繊維含有材料を切断又は裂断する回転刃と、
稼働中に前記有底円筒容器内の気体を吸引するとともに前記多孔スクリーンを介して粉砕された前記繊維含有材料を外部に排出・回収するための気体吸引部と、を有する粉砕装置であって、
前記回転刃は回転により前記有底円筒容器内で上向きの気流を生じさせる構造を有し、前記回転刃の回転軸方向に離間しながら３段以上設置され、かつ前記回転刃の厚みは下段から上段に向かうにつれて増加するとともに、
前記気体吸引部は前記有底円筒容器の前記内側面の下部に１つ以上形成され、稼働中に前記有底円筒容器内で生じる前記上向きの気流及び粉砕された前記繊維含有材料の流動に抗して下向きの吸引気流を生じさせ、粉砕された前記繊維含有材料を前記有底円筒容器から排出するようにしたものであることを特徴とする粉砕装置。
【請求項２】
前記回転刃は、１つ以上の羽根を持つ台部と、
この台部の回転面外周に等配された刃取付け部に取付けられた刃と、からなることを特徴とする請求項１に記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記回転刃は、３段以上からなり、隣り合う２つの前記回転刃において下段側の前記回転刃が上段側の前記回転刃より回転方向にずれながら固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記回転刃は、３段以上からなり、互いの間隔が下方から上方に向かうにつれて次第に広くなるように設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の粉砕装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された粉砕装置と、
この粉砕装置によって粉砕された前記繊維含有材料を処理するピンミル装置と、を備えていることを特徴とする粉砕システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願考案は、竹等の繊維含有材料を粉砕するためのものであり、短時間で効率的に繊維含有材料を微粉砕することが可能な粉砕装置及びそれを用いた粉砕システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国は消費するエネルギーの８割以上を石油や石炭、天然ガスなどの化石燃料に依存し、それらのほとんどを海外からの輸入に頼っているのが現状である。この化石燃料は今後発展途上国での需要の伸びも予想され、その埋蔵量が有限なことを考慮すれば、我が国の継続的な発展のため如何にしてエネルギーを確保していくかは重要な課題である。
【０００３】
一方、化石燃料は燃焼時に二酸化炭素等の温室効果ガスを発生することも知られている。近年、この温室効果ガスによる地球温暖化によって各地で気候変動が生じており、早急な対策が迫られている。そのため、世界的に温室効果ガスの排出量を規制する動きが加速し始めている。
このような背景もあり、エネルギーの確保，地球環境の保護の観点から、我が国では近年、自給可能な再生可能エネルギーが注目されてきている。
【０００４】
再生可能エネルギーは、太陽光，風力，地熱，中小水力，バイオマス燃料等を元にして得られるエネルギーであり、温室効果ガスの発生を抑制でき、我が国でも容易に生産可能である。これらの中で、特にバイオマス燃料は大規模な設備を必要とせず、従来廃棄していた家畜排泄物，木片等の廃材のような何処にでも発生する廃棄物を利用できるため、場所によらずバイオマス事業をベースとした循環型社会の構築が可能である。すなわち、このようなバイオマス事業の創生は地方の産業構造を一変させることができ、かつ地方の持続的発展も促進することができる。
【０００５】
近年、このバイオマス燃料の原料として「竹」が注目され始めている。竹は関西以西で広く繁殖する植物であり廃材が多量に発生しており、バイオマス燃料としての利用を期待する声も多い。
そのような竹にはいくつか種類があり、真竹や淡竹のように古来より日本に自生しているもの、孟宗竹のように中国より渡ってきた比較的歴史の浅いものがそうである。これらの竹はいずれも繁殖力が強いだけでなく成長も速く（成竹になるまでの期間は２〜３年と言われている。）、放置すると短期間で周囲に繁殖して他の植物を枯らしてしまったり、繁殖し過ぎて竹林自体が枯れて地盤が緩んでしまったりするという問題もあった。このような問題を未然に防ぐため、竹林を適切に管理していく必要がある。例えば管理者が定期的に竹の伐採を行うのも管理の一環であり、こうして定期的に大量の竹廃材が発生することになる。
【０００６】
竹廃材は、上述する背景もあって比較的簡単に入手することができ、その単位質量当たりの発熱量も約４６００ｋｃａｌ／ｋｇと、一般的に使用される褐炭（約４５００ｋｃａｌ／ｋｇ）と比べて遜色なく、バイオマス燃料として活用可能である。
このような竹廃材を実際にバイオマス燃料として利用する場合、他の植物の廃材と同様に、粉砕装置等により粉砕して直径数ｍｍ程度の粉砕物とする。しかし、竹廃材を粉砕物とするだけで、直ちにバイオマス燃料として使用可能となるわけではない。なぜなら、高い燃焼効率でバイオマス燃料を燃焼させるためには、事前に粉砕物の含水率を低くしなければならず、場合によっては含水率が３０重量％程度になるまで乾燥処理させておく必要があるからである。特に、竹廃材は含水率が７０重量％にまで達することもあるほど高いため、一般的な植物由来の廃材に比べ長時間かけて乾燥処理を行わなければならない。
【０００７】
このような乾燥処理工程の存在は、竹廃材といったバイオマス燃料の生産効率を下げ、製造コストを上げる要因にもなっており、バイオマス燃料の価格上昇にも繋がっている。このため、如何にして費用をかけず簡単に乾燥処理を行えるようにするかが課題の一つとなっていた。特に、植物の廃材が大量に発生する山間部の市町村では、本課題を解決できるか否かが今後の発展にも影響する可能性もあり、技術開発を早急に進めるようメーカー側に強く要請し始めている。
【０００８】
このような課題を解決する方策として、本願考案者は粉砕物の直径を通常の約４ｍｍから２ｍｍ未満とし、粉砕物の表面積を増加させることで乾燥処理を簡素化するという考えのもと、植物の廃材を微粉化する装置について検討を開始した。その中で本願考案者は、自身の発明である特許文献１に開示された「繊維含有材料の縦型粗粉砕装置及びその刃物構造」という名称の粉砕装置が利用可能であると思い着くに至った。
【０００９】
この特許文献１に開示された発明について、図１及び図７を参照しながら説明する。ここで、図１は後に詳述する本願考案の外観斜視図である。本願考案と特許文献１に開示される発明は外観斜視図において共通するため、ここでの説明にも利用する。一方、図７は特許文献１に記載の粉砕装置の側断面概略図である。なお、図１において括弧内に示す符号と図７に示す符号は、特許文献１の公報に記載されたものと同じであり、本願考案の説明に使用する符号とは無関係である。また、図１と図７では、各構成を見易くする等のため、複数ある同じ構成の符号を省略したり、回転刃の一部を省略したりしている。
【００１０】
図１より、この粉砕装置Ｘは、内側面に少なくとも１つ以上の固定刃１を備えた有底円筒ケーシング２と、有底円筒ケーシング２の内側面との間に間隔を設けて周設されている多孔スクリーン３と、有底円筒ケーシング２の軸中心に軸装され固定刃１と協働して繊維含有材料を切断等する回転刃４と、稼働中に有底円筒ケーシング２内の気体を吸引するとともに多孔スクリーン３を介して被粉砕物を外部に排出，回収するための気体吸引部５と、を有するものである。
【００１１】
そして、回転により有底円筒ケーシング２内で上向きの気流を生じるように、少なくとも１つ以上の羽根を持った構造を有する回転刃物台６の回転面外周には、回転刃４が等配されており、その回転刃物台６はその回転軸方向にそれぞれ離間して２つ設置される（図７も参照のこと。）。
また、気体吸引部５は、被粉砕物を排出，回収するために、有底円筒ケーシング２の下部に形成され、粉砕機が稼働中に有底円筒ケーシング２内に生じる上向きの気流及び被粉砕物の流動に対抗するように、下方に向く大きな吸引気流を生じさせる。
なお、特許文献１では、回転刃物台６を多段的に配置しても良いとの記載があり、図７に示すような２つの回転刃物台６を有するもののみに限定してない。
【００１２】
以上のような構成の粉砕装置Ｘであれば、間隔を開けて設置された２つの回転刃物台６の回転により、有底円筒ケーシング２内に上昇気流が形成され、被粉砕物を舞い上がり易くするという作用を有する。この結果、粉砕された被粉砕物は多孔スクリーン３を通過する頻度が上昇するため、有底円筒ケーシング２の下部に被粉砕物が溜まり難くなり、作業効率が上がるという効果があるとしている。
【００１３】
さらに、回転刃物台６の回転により発生する上昇気流により、気体吸引部５の吸引気流を受けても被粉砕物の落下速度が上昇し難くなること、さらに回転刃物台６が複数設置されていることで被粉砕物と回転刃４との接触回数を増加させるという２つの作用により、被粉砕物をより細かく粉砕できるという効果もあるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３０５１９８１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述する特許文献１に開示される粉砕装置Ｘを用いた場合、以下の課題を有していることも分かった。
すなわち、上述する効果は、比重が小さな被粉砕物であれば実現可能であるが、竹のように含水率が高く比重の大きな材料の場合、実現は難しいと考えられる。なぜなら、比重が大きい粉砕物は上昇気流により舞い上がり難く、有底円筒ケーシング２内での落下速度は比重の小さなものに比べて高くなり、回転刃４に十分接触することなく多孔スクリーン３を通過してしまうという課題が生じる可能性があるためである。
本願考案者は実際に特許文献１に記載の発明に係る粉砕装置Ｘを用いて粉砕試験を行ったが、目標とする直径２ｍｍ程度の竹廃材の粉砕物は作製できず、直径４ｍｍより大きいものしか得られなかった。なお、この試験結果は上述する先願特許発明をベースとして回転刃物台６の回転軸方向に回転刃物台６を３段並べた場合のものである。
【００１６】
本願考案は、以上の課題に鑑みてなされたものであって、上述する先願特許発明の課題を解消し、材料を微細化可能とする粉砕装置及びそれを用いた粉砕システムを提供することを目的とする。
なお、本願考案に係る粉砕装置は、被粉砕物として繊維含有材料を想定しており、具体的には竹廃材のような植物の廃材に加えて、古布、木片、パルプシート等とする。しかしながら、特に回転刃が損傷しない程度の比較的軟らかいものであれば、繊維含有材料以外のものに適用することも可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、第１の考案は、内側面に１つ以上の固定刃を備えた有底円筒容器と、有底円筒容器の内側面との間に間隔を設けて周設されるとともに固定刃が内部に配置されている多孔スクリーンと、この多孔スクリーンを跨ぐように設置されて固定刃を内側面に固定するリブと、有底円筒容器の軸中心に軸装され固定刃と協働して繊維含有材料を切断又は裂断する回転刃と、稼働中に有底円筒容器内の気体を吸引するとともに多孔スクリーンを介して粉砕された繊維含有材料を外部に排出・回収するための気体吸引部と、を有する粉砕装置であって、回転刃は回転により有底円筒容器内で上向きの気流を生じさせる構造を有し、回転刃の回転軸方向に離間しながら３段以上設置され、かつ回転刃の厚みは下段から上段に向かうにつれて増加するとともに、気体吸引部は有底円筒容器の内側面の下部に１つ以上形成され、稼働中に有底円筒容器内で生じる上向きの気流及び粉砕された繊維含有材料の流動に抗して下向きの吸引気流を生じさせ、粉砕された繊維含有材料を有底円筒容器から排出するようにしたものであることを特徴とする。
なお、本願考案において方向を示す「上」，「下」の記載については、全て有底円筒容器の軸方向を基準とし、「下」とは有底円筒体の内底面側に向く方向であり、他方に向いた方向を「上」として用いる。また、回転刃の厚みとは、回転刃の回転軸方向に平行な方向における回転刃の厚みを指し、以降の文中でも同じ意味として用いるものとする。
【００１８】
以上のような構成の粉砕装置であれば、有底円筒容器内に回転刃に接触するように投入された繊維含有材料を、回転する回転刃との接触、及び回転刃が回転することで生じる上昇気流による舞い上げ、さらに気体吸引部からの下降する吸引気流により、有底円筒容器内で流動させるという作用を有する。
また、有底円筒容器の軸方向に離間しながら３段以上設置された回転刃は、下段から上段に行くほど厚みが増加していくことにより、上段側の回転刃ほど固定刃との接触量が増加するという作用も有する。
そして、粉砕され多孔スクリーンを通過した繊維含有材料は、気体吸引部からの吸引気流により有底円筒容器の底部に到達し、そのまま気体吸引部から排出されるという作用を有する。
【００１９】
次に、第２の考案では、第１の考案に係る粉砕装置において、回転刃は、１つ以上の羽根を持つ台部と、この台部の回転面外周に等配された刃取付け部に取付けられた刃とからなることを特徴とする。
この第２の考案であれば、第１の考案の作用に加えて、羽根構造の回転刃を回転させることで有底円筒容器内に効率的に上昇気流を生じさせるという作用を有する。さらに、回転刃の厚みが増加するほど１回転当たりの空気移動量は大きくなることから、上段側の回転刃ほど上昇気流の速度が高くなるという作用も有する。
【００２０】
また、第３の考案では、第１又は第２の考案に係る粉砕装置において、回転刃は、３段以上からなり、隣り合う２つの回転刃において下段側の回転刃が上段側の回転刃より回転方向にずれながら固定されていることを特徴とする。
この第３の考案であれば、第１又は第２の考案の作用に加えて、複数の回転刃の配置により、各回転刃の回転方向側の面が全体として回転軸に対し上向きに傾斜する一つの斜面を形成し、この斜面が回転とともに上昇気流を発生するという作用を有する。
なお、上昇気流を効率的に発生させるため、回転刃のずれは上段側に対して下段側が回転方向に４５度の範囲内とすることが望ましい。
【００２１】
次に、第４の考案は、第１乃至第３のいずれかの考案に係る粉砕装置において、回転刃は、３段以上からなり、互いの間隔が下方から上方に向かうにつれて次第に広くなるように設置されていることを特徴とする。
このような構成の粉砕装置であれば、第１乃至第３のいずれかの考案の作用に加えて、各回転刃の間に存在し、繊維含有材料が切断等されることのない空間の体積が下方に向かうにつれて減少するという作用を有する。
【００２２】
そして、第５の考案は粉砕システムに関するものであり、第1乃至第４のいずれかの考案に記載された粉砕装置と、この粉砕装置によって粉砕された繊維含有材料を処理するピンミル装置と、を備えていることを特徴とする。
このようなシステムにより、第１乃至第４のいずれかの考案に記載された粉砕装置により粉砕された繊維含有材料が、そのままピンミル装置に搬送されることで連続的に処理されるという作用を有する。
【考案の効果】
【００２３】
第１の考案によれば、繊維含有材料を有底円筒容器内で流動させることで、回転刃と固定刃により切断等される頻度が増加し、繊維含有材料の微粉化を促進するという効果を有する。また、厚みの大きな上段側の回転刃ほど固定刃との接触量が増すため、投入直後の大型の繊維含有材料を早期に粉砕し、投入直後から効率的に微粉化をすることができる。
【００２４】
そして、粉砕され多孔スクリーンを通過した繊維含有材料が有底円筒容器の内底面に落下した際には、強い吸引気流により直ちに気体吸引部から排出されるため、粉砕された繊維含有材料が過度に堆積し難くなり、連続して粉砕処理を行うことも可能となる。これにより、バッチ処理のように粉砕物を都度取り出す作業を行う必要もなくなり、粉砕物の効率的な生産が可能となる。
【００２５】
そして、第２の考案によれば、第１の考案の効果に加え、羽根構造を持つ回転刃の回転によって強い上昇気流が発生するため、投入直後の繊維含有材料の落下速度が低下し微粉砕され易くなるという効果がある。そして、回転刃の厚さの違いから、上方になるほど上昇気流の速度は高くなるため、投入直後の繊維含有材料をより落下し難くさせて微粉砕することができる。一方、下方になるほど上昇気流が弱くなり吸引気流が優勢となるため、処理が進むにつれて下方に落下する粉砕物は気体吸引部より効率的に排出され易くなる。
【００２６】
また、第３の考案によれば、第１又は第２の考案の効果に加え、少なくとも３段以上ある各回転刃が一体となって形成する斜面が、回転により上昇気流を発生させ、繊維含有材料の落下速度をさらに低下することになる。この結果、繊維含有材料は微粉砕され易くなると考えられる。
【００２７】
さらに、第４の考案によれば、第１乃至第３の考案の効果に加えて、繊維含有材料の切断等に寄与しない回転刃間にある空間の体積を減少させることで、繊維含有材料が回転刃と固定刃により切断等される確率を向上させることができる。すなわち、有底円筒容器の下方では微粉化した繊維含有材料が嵩密度の高い状態で存在するため、切断に寄与しない空間を減じれば繊維含有材料をさらに効率的に粉砕することが可能となる。この結果、繊維含有材料をさらに微粉化することが可能となる。
【００２８】
そして、第５の考案によれば、第１乃至第４の考案に記載の粉砕装置で粉砕された繊維含有材料がピンミル装置に投入されることで、繊維含有材料をさらに微粉化することが可能となる。また、繊維含有材料を気流によりピンミル装置へ連続的に搬送することで、繊維含有材料の微粉を効率良く大量に生産することも可能であり、製造コストの削減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願考案の実施例に係る粉砕装置の外観斜視図である。
【図２】本願考案の実施例に係る粉砕装置の側断面図である。
【図３】本願考案の実施例に係る粉砕装置の平面視概略図である。
【図４】図３に示す回転刃のＨ−Ｈ線矢視断面図である。
【図５】図３に示す実線円内の拡大図である。
【図６】本願考案の実施例に係る粉砕システムの概略図である。
【図７】特許文献１に記載の先願特許発明に係る粉砕装置の側断面図である。
【考案を実施するための形態】
【実施例】
【００３０】
本願考案の実施例に係る粉砕装置について、図１乃至図５を用いながら詳細に説明する。
図１は、本願考案の実施例に係る粉砕装置の外観斜視図である。また、図２は、本願考案の実施例に係る粉砕装置の側断面図である。なお、図１と図２では、粉砕装置の内部にある構成を見易くするため、通常設置される上蓋を取り外した状態を示すものとなる。また、上蓋を省略した場合と同じ理由から、図１と図２では複数ある同じ構成の符号の記載については省略しており、さらに図２では回転刃５１乃至５５の形の一部も省略している。
【００３１】
ここで、図１，図２に示す粉砕装置１は、竹廃材といった繊維含有材料を上方より投入し、その繊維含有材料を切断又は裂断して粉砕する装置である。対象とする繊維含有材料としては、先にも述べたように竹廃材に限定するものではなく、他の木片、布、パルプシート等であっても良い。
また、図２において、回転刃５１乃至５５はそれぞれ厚みこそ異なるものの、回転刃自体の構成は共通したものである。このため、同一の構成については同一の符号により表示し、他の関連する図についても同様とした。
【００３２】
図１，図２より、粉砕装置１は内側面２ｃに固定刃３を備えた有底円筒容器２と、有底円筒容器２の内底面２ａとの間に間隔を設けて設置され、有底円筒容器２の内径より小さな円形床板２ｂと、この円形床板２ｂの外周縁上に内側面２ｃと間隔を設けて立設される多孔スクリーン４と、有底円筒容器２の軸中心に軸装され固定刃３と協働して繊維含有材料を切断又は裂断する５段からなる回転刃５１乃至５５と、粉砕装置１の稼働中に有底円筒容器２内の気体を吸引するとともに多孔スクリーン４を介して粉砕された繊維含有材料を外部に排出，回収するための気体吸引部６とから構成される。そして、有底円筒容器２の下方にある台座８内には、回転刃５１乃至５５を回転させるためのモーター７が格納されている。なお、モーター７は図示しない電源に接続されている。
なお、上述したように繊維含有材料は粉砕装置１の上部より投入され粉砕されるとしたが、より詳細には繊維含有材料は図示しない上蓋が備えるホッパー（図１０を参照のこと。）より粉砕装置１内に投入され、繊維含有材料は回転刃５１乃至５５の回転する多孔スクリーン４内に落下して切断等される。
【００３３】
ここで、固定刃３と多孔スクリーン４は、有底円筒容器２の内側面２ｃ上にあり、有底円筒容器２の軸方向に平行に形成された３つのリブ２ｄにより固定される。リブ２ｄは多孔スクリーン４を跨ぐようにして固定することで、固定刃３は多孔スクリーン４の内面側に配置するようになる。
なお、このリブ２ｄの数と配置については特に限定するものではないが、リブ２ｄが内側面２ｃ上に均等な間隔で配置されていれば円形床板２ｂ，多孔スクリーン４を安定して固定することが可能となり好適である。しかしながら、リブ２ｄがこのような均等配置でなくとも、円形床板２ｂ，多孔スクリーン４を剛直な素材で作製する等により安定設置できるならば均等な配置とする必要はない。
【００３４】
また、図２において、回転刃５１乃至５５と多孔スクリーン４との間隔は最上段の回転刃５１から最下段の回転刃５５に向かうほど拡がるように見えるが、これは回転刃５２乃至５５が回転刃５１よりも直径が小さくなっていることを示すものではない。回転刃５２乃至５５は、それぞれ上段側の回転刃に対して回転方向側に僅かに回転した位置にずらして固定されているため、側断面図では回転刃と多孔スクリーンの間が拡がっているように見えているだけである（図３を参照のこと。）。
このような回転刃５１乃至５５の配置により、各回転刃の回転方向側の面が全体として回転軸に対して傾斜する一つの大きな斜面を形成することになる。なお、回転刃５１乃至５５が一体となって形成する斜面が回転することによっても、後述するように上向きの気流が発生する。
【００３５】
加えて、回転刃５１乃至５５のそれぞれの厚みは全て異なり、上段側にある回転刃５１から下段側にある回転刃５５に向かうにつれて減少する。さらに、回転刃５１乃至５５の間隔についても、スペーサ９１乃至９４により上方から下方に向かうにつれて減少するものとなる。
なお、回転刃５１乃至５５のそれぞれの厚みと間隔は特に決められたものではなく、上述する厚みと間隔が上方から下方に向かうにつれて減少するものである以外は任意に決めても良い。使用者によって粉砕量，被粉砕物の種類等は様々であり、粉砕装置１の仕様もそれに応じて必然的に変わる可能性があるからである。
【００３６】
一方、円形床板２ｂは内底面２ａと隔離して固定するためリブ２ｄの下端に取付けられているが、このような方式で円形床板２ｂを設置するのではなく、単に多孔スクリーン４を内底面２ａ上に立設するものであってもよい。しかしながら、気体吸引部６が複数形成されていない場合、内底面２ａ上に落下した粉砕物を吸引する際に多孔スクリーン４が障害となって十分に吸引出来ない可能性もあると考えられる。これは、竹廃材のような比重の大きなものを処理する場合や、吸引力が低い場合に特に起こり易くなると考えられる。
したがって、設置スペース上の制約から気体吸引部６の数を増やせない場合であったり，吸引するための図示されていないブロワーの吸引力が低かったりする場合には、図１，図２に示すように円形床板２ｂを内底面２ａから離隔して設置することが望ましい。
【００３７】
また、円形床板２ｂは多孔スクリーン４のように多孔板からなるものであっても良いが、孔の径を大きくし過ぎると通過容易となり所望のサイズの粉砕物を得られ難くなるため、孔径を設定する際には目標とする粉砕物の径を十分に考慮する必要がある。
一方、固定刃３の固定方法についても特に決まりはないが、破損した際の交換作業を容易にするため、ボルト等で固定する方式が好適と考えられる。
【００３８】
次に、回転刃５１乃至５５の構造について、図３乃至図５を用いながら詳述する。図３は本願考案の実施例に係る粉砕装置の平面視概略図である。なお、図中の矢印は回転方向を示しており、回転刃５１乃至５５と固定刃３との位置関係を把握し易くするため、例として回転刃５１に一つの固定刃３が近接した際の状態を示すものとした。また、図３では、各構成を見易くするため、複数ある同じ構成については符号付けを一部省略した。
【００３９】
図３より、回転刃５１乃至５５は、回転により有底円筒容器２内で上向きの気流を生じるように３つの羽根５ｂを持つ構造の台部５ａと、この台部５ａの回転面外周に等配された刃取付け部５ｃに刃５ｄが取り付けられたものとなる。そして、この回転刃５１乃至５５はそれぞれ図示されていないスペーサ９１乃至９４（図２を参照のこと。）により回転軸方向に離間されながら設置される。
ここで、本願考案に係る実施例では、全ての回転刃が３つの羽根を持つ構造となるが、特に枚数に限定はなく、枚数を回転刃毎に異なるものとしてもよい。
【００４０】
回転刃５１乃至５５の断面構造について、図４，図５を用いて説明する。
図４は図３に示す回転刃のＨ−Ｈ線矢視断面図である。なお、図中の矢印は回転刃の移動方向を示している。
なお、この図４の回転刃は回転刃５１を示すものである。回転刃５２乃至５５は断面構造自体が回転刃５１と共通するため、ここでの説明は省略する。
【００４１】
回転刃５１の羽根５ｂには、上述したように回転する際に上向きの気流を発生させるのに適した断面構造が形成されている。図４に具体的な断面構造を示しているが、回転刃５１の前端面５ｅを回転軸方向に対して所定の傾斜角αで傾斜させることで、回転により矢印方向へ移動した際に前端面５ｅの向く上方への気流を発生させる。なお、ここでの傾斜角αは鋭角とし、特許文献１に記載の先願特許発明にあるように２〜１０度が好適となる場合がある。
【００４２】
また、回転刃５１乃至５５と固定刃３との関係について、図５を用いて説明する。図５は図３に示す実線円に囲まれた部分の拡大図である。なお、図５に示す回転刃は回転刃５１であるが、回転刃５２乃至５５も固定刃３との関係は同じであり、ここでは他の回転刃５２乃至５５についての説明は省略する。また、図中の矢印は回転刃の回転方向を示すものとなる。
回転刃５１の刃取付け部５ｃに取付けられた刃５ｄは、図５に示すように、その端面と固定刃３の端面とのなす角θが鈍角となるように形成されている。このような構造にすることで、回転刃，固定刃が破損し難くなる。
【００４３】
最後に、先の図２に示すように、有底円筒容器２の内底面２ａと円形床板２ｂの間に位置する内側面２ｃ上には、気体吸引部６が形成されている。この気体吸引部６は図示しないブロワーが繋げられ、有底円筒容器２内に気体吸引部６に向かう気流を発生させる。これにより、粉砕装置１の稼働中に有底円筒容器２内で粉砕される繊維含有材料に対し、気体吸引部６は下向きの吸引気流を作用させながら吸引するのである。
【００４４】
以上のような構成の粉砕装置１であれば、回転する回転刃５１乃至５５との接触、回転刃５１乃至５５の回転に伴う上昇気流による舞い上げ、さらには気体吸引部６からの下方に向かう吸引気流により、多孔スクリーン４の内側に投入された繊維含有材料を有底円筒容器２内で流動させるという作用を有する。ここで、有底円筒容器２内で発生する上昇気流に関し、その発生メカニズムは羽根構造を有する回転刃５１乃至５５の回転と、回転刃５１乃至５５の各前端面が一体となって形成する斜面の回転によるものである。また、回転刃の厚みが大きいものほど１回転当たりの空気移動量が大きくなるため、厚みの大きな回転刃ほど上方に向かう気流の速度を高めるという作用も有する。
そして、下段から上段に行くほど回転刃の厚みが増す回転刃５１乃至５５により、上段側になるほど回転刃と固定刃３の接触量を増加させるという作用も有する。
【００４５】
さらに、設置された回転刃間の段間の距離が上方から下方に向かうにつれて短くなることで、回転刃の間に存在し、繊維含有材料が回転刃と固定刃３により切断されることのない空間の体積が、下方になるほど減少するという作用を有する。
そして、多孔スクリーン４を通過した繊維含有材料は、有底円筒容器２の内底面２ａに到達した後、気体吸引部６からの吸引気流により気体吸引部６から有底円筒容器２の外に排出されるという作用を有する。
【００４６】
以上の作用により、粉砕装置１の有底円筒容器２内で繊維含有材料を流動させることで、繊維含有材料は回転刃と固定刃３により切断等される頻度が増加し、微粉化が促進されるという効果を有する。また、厚みの大きい上段側の回転刃ほど固定刃３との接触量が増すため、比較的大きな繊維含有材料を投入直後から効率的に微粉化することも可能になる。
【００４７】
さらに、有底円筒容器２の上方側の上昇気流を回転刃５１により高めることができるため、投入直後の比較的大きな繊維含有材料の落下速度を低下させて落下し難くし、微粉化を促進することができる。そして、処理が進むにつれて一部の繊維含有材料は下方の内底面２ａに移動するが、この有底円筒容器２の下方では回転刃の厚みは小さくなり上昇気流が弱められる。したがって、有底円筒容器２の下方では吸引気流が優勢となり、繊維含有材料は気体吸引部６よりスムーズに排出させることができるため粉砕処理能力が向上する。
【００４８】
加えて、繊維含有材料が切断等されない回転刃の間にある空間の体積が、下方側になるほど減少することにより、下方側で回転刃と固定刃３により繊維含有材料が切断される頻度を向上させることができる。これにより、繊維含有材料が集合し、上部に比べて嵩密度が高くなる有底円筒容器２の下部では、回転刃の間隔が狭められていることで特許文献１に記載の先願特許発明に比べ繊維含有材料をより効率的に粉砕することが可能となるのである。
【００４９】
そして、粉砕され多孔スクリーン４を通過した繊維含有材料が有底円筒容器２の内底面２ａに落下した際に、吸引気流により気体吸引部６から排出されることにより、粉砕された繊維含有材料が底部に堆積することなく、連続的に粉砕処理することが可能となる。これにより、バッチ処理のように都度取り出す作業を行う必要もなくなるため、効率的な生産が可能となる。
【００５０】
次に、上述した本願考案の実施例に係る粉砕装置１を用いて、繊維含有材料を微粉化するための粉砕システムについて、図６を用いながら説明する。
図６は本願考案の実施例に係る粉砕システムの概略図である。なお、既に述べた構成については符号のみを付すものとし、それら構成の作用効果の説明についても省略する。
ここで、粉砕装置１の上部には、実際の製品の状態を想定し易くするため、ホッパー２ｆを備える上蓋２ｅが取り付けられている。
【００５１】
粉砕システム１０は、繊維含有材料が最初に粉砕される粉砕装置１と、粉砕装置１にブロワー１１を介して接続されたピンミル装置１３とを備える。ここで、ピンミル装置１３はホッパー１３ａと粉砕部１３ｂを備えるものとなる。
そして、ブロワー１１を介しながら粉砕装置１とピンミル装置１３はパイプ１２により接続される。パイプ１２の具体的な接続先は、粉砕装置１については気体吸引部６に、ピンミル装置１３についてはホッパー１３ａに接続される。
【００５２】
この粉砕システム１０では、粉砕装置１のホッパー２ｆより投入された繊維含有材料は、粉砕装置１により粉砕され、気体吸引部６に繋げられたブロワー１１の吸引により気体吸引部６から排出されることになる。そして、粉砕装置１より排出された繊維含有材料は、気流によりパイプ１２を通過しながら、そのままピンミル装置１３のホッパー１３ａに搬送され、その後粉砕部１３ｂで連続的に微粉化処理されるという作用を有する。
【００５３】
このような粉砕システム１０によれば、前述する粉砕装置１で粉砕された繊維含有材料をピンミル装置１３に連続的に投入することができ、繊維含有材料をさらに微粉砕することが可能となる。また、繊維含有材料を気流によりピンミル装置１３へ連続的に搬送することができるため、繊維含有材料の微粉化を効率良く、大量生産することができる。すなわち、粉砕システム１０によりバイオマス燃料の製造コストの低減も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本願考案は、繊維含有材料を微粉砕するための粉砕装置又は粉砕システムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…粉砕装置  ２…有底円筒容器  ２ａ…内底面  ２ｂ…円形床板  ２ｃ…内側面  ２ｄ…リブ  ２ｅ…上蓋  ２ｆ…ホッパー  ３…固定刃  ４…多孔スクリーン  ５１，５２，５３，５４，５５…回転刃  ５ａ…台部  ５ｂ…羽根  ５ｃ…刃取付け部  ５ｄ…刃  ５ｅ…前端面  ６…気体吸引部  ７…モーター  ８…台座  ９１，９２，９３，９４…スペーサ  １０…粉砕システム  １１…ブロワー  １２…パイプ  １３…ピンミル装置  １３ａ…ホッパー  １３ｂ…粉砕部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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